电驱动系统发展趋势及关键技术解析

AEE汽车技术平台 2025-03-05

电驱动系统关键性能达国际水平，部分国产化。面临技术挑战，需加强研发。涵盖电机、控制器、集成系统等技术，强调绿色制造与回收利用，建立碳排放评价体系。

驱动电机方面，其关键性能已达到国际先进水平，不仅实现了高压高速化，还采用了先进的制造工艺。部分关键制造装备已实现国产化，而普及型乘用车电机产品则展现了高可靠性、长寿命和免维护的特点。

电机控制器方面，Si基电机控制器的关键性能指标已达到国际先进水平，同样实现了高压化和先进工艺。此外，基于宽禁带功率器件的电机控制器已实现产业化，并建立了电驱动系统运行状态的智慧监测架构。

在机电耦合总成领域，插电式产品的性能已达到国际先进水平，而机电耦合电驱动总成的性能也在持续提升，集成化程度不断提高。

对于纯电驱动总成，我国自主电驱动产业的综合竞争力已达到国际先进水平，可持续发展能力显著增强。核心零部件的国产自给率在商品价值基础上已达到50%以上。

在商用车动力总成方面，针对不同应用场景，动力总成关键部件的性能得到了全面提升，装置的集成度和效率也进一步得到提高。

轮毂轮边电机总成方面，搭载轮毂电机的乘用车已实现小批量示范运行，关键零部件实现了国产化和成本可控，与国际领先水平的差距正在缩小。

然而，电驱动系统仍面临一些挑战与问题。在驱动电机领域，需要加大超高效冷却技术、高压化扁线定子PDIV绝缘技术等方面的研究力度。电机控制器方面，则需提升高密度功率组件的机电热集成技术、功率器件集成与验证技术等。此外，乘用车纯电驱动总成领域也需要进一步的创新与突破。

在电力电子深度集成、跨领域功能集成以及轻量化材料应用等方面，我们需要持续投入研发，以进一步降低电驱系统的总重、体积和成本。同时，高速减速器的研发与制造也需要得到更多的关注和支持，特别是对于高价值和稀缺的核心零部件及关键材料的研发与产业化。此外，高集成度的同轴减速器、多档化变速器以及高性价比制动器等关键零部件的研发，同样不容忽视。另外，低粘度兼容性润滑油的研发也是一项重要任务。

对于插电式混合动力总成，其核心技术发展方向包括深度集成、高效换热、多动力协调控制、域控制器技术，以及功能安全和网络安全等。这些方向的持续研发和投入，将有助于提升插电式混合动力总成的性能和安全性。

在商用车动力总成方面，我们需要加强商用车专用齿轮箱（减速或变速）的供应链建设，同时推动电机控制器向多合一集成发展。功率器件级集成产品将成为商用车动力总成的重要技术方向。

对于轮毂轮边电动轮，其产品可靠性和成本仍然面临挑战。我们需要从轮毂电动轮总成的减重、关键零部件和材料的优化、制造工艺的改进，以及电动轮的集成和工程化验证等多个方面入手，推进其工程化应用验证的进程。

在环保和可持续发展方面，我们需要建立绿色制造与智慧工厂，研究回收利用评价体系并建立相应的生产线。同时，还需要研究电驱动总成系统从关键材料、核心零部件到电驱动总成过程中的碳排放，以及其全生命周期的碳排放情况。

最后，在电驱动系统2.0的研究框架下，我们需要继续关注节能与新能源汽车的发展路线图。驱动电机系统作为新能源汽车动力总成的核心零部件，其性能和效率的提升将直接影响到新能源汽车的整体性能和竞争力。因此，我们需要持续投入研发，推动驱动电机系统的技术创新和升级。

电驱动系统2.0框架：全面涵盖电驱动系统全产业链

该框架包含驱动电机、电机控制器、电控集成系统、电驱动总成以及测试评价与绿色制造等多个核心组件，构成了电驱动系统的完整技术构架。这一框架不仅着眼于当前的技术水平，更为未来的技术创新和产业升级指明了方向。

电驱动系统3.0框架

整体技术构架包括驱动电机；电机控制器；电控集成系统；电驱动总成；测试评价与绿色制造，涵盖了电驱动系统全产业链的内容。

电驱动系统专题技术指标体系包含五大子领域，分别是：

驱动电机技术指标：涵盖电机性能、效率、可靠性等方面的评估标准。

电机控制器技术指标：涉及控制器响应速度、控制精度、稳定性等关键性能指标。

电控集成系统技术指标：涵盖电控系统与驱动电机、控制器等的协同工作能力及整体性能。

电驱动总成技术指标：包括总成的结构优化、性能提升及系统集成等多个方面。

测试评价与绿色制造技术指标：针对电驱动系统的性能测试、环境适应性评价以及绿色制造工艺等制定相应标准。

这一体系为电驱动系统的研发、生产及评价提供了全面的技术指南，有助于推动行业的持续进步和技术的不断创新。

重点研究内容

驱动电机及关键材料技术

涵盖高效冷却系统及热管理技术、高压化扁线定子PDIV定子绕组与绝缘系统技术、全工况高速高噪声品质驱动电机技术，以及新型电机拓扑与结构设计等关键技术。同时，还包括新型电超导/热超导材料、低损耗漆包线、高导热绝缘材料等关键材料与零部件的开发。

电机控制器及关键器件技术

聚焦于高密度电力电子机电热集成技术、电机控制器与电源系统及升压变换器的集成设计，以及DCDC与OBC的深度集成等技术。此外，还涉及大电流IGBT和低导通电阻SiC芯片、低感低热阻高密度功率半导体模块等关键元器件与新型半导体材料功率器件技术的研发。

电控集成系统技术

主要研究多电力电子多领域的深度集成技术、电机控制器与电源系统的集成设计，以及动力总成系统跨域控制软件集成技术等。同时，还包括具备域控功能集成、符合功能安全ASIL D多芯片集成设计与认证技术，以及类AutOSAR软件架构与功能安全/网络安全软件功能模块的开发与认证技术。

电驱动总成技术

集中式电驱动系统技术

涵盖驱动电机与减/变速器、电力电子总成的深度集成，以及轻量化结构与热管理等关键技术。同时，研究高速平行轴/同轴减速器、多挡变速器、高兼容冷却润滑油等减/变速器总成设计与关键零部件技术。

分布式电驱动系统技术

聚焦于高转矩密度轮毂电机、高功率密度高速轮边电机，以及高效低噪声减速器等核心部件。此外，还包括高防护等级静/动密封高承载轮毂轴承、高可靠制动器等关键技术的研发。

增程器总成技术

主要研究高效增程式专用发动机的低油耗设计与低排放技术，同时涉及高效发电机及控制器系统设计与集成。此外，还包括增程器总成的标定与整车低能耗匹配等关键技术的研发。

机电耦合动力总成技术

专注于驱动电机与变速器的深度集成，以及机电耦合高换热系统与热管理等技术。同时，研究多动力协调控制与域控系统、功能安全与网络安全等核心问题。针对商用车，则重点开发驱动电机平台化、专用减/变速器等关键零部件与总成。

测试评价与绿色制造技术

仿真软件与大数据平台

开发自主多物理域集成仿真件、电驱动总成NVH分析软件、电力电子电磁仿真分析软件评估技术；基于AI算法与大数据平台的电驱动系统健康检测与寿命评估技术；

电驱动系统评价与标准体系

开发电驱动系统工况效率能耗等综合评价体系，建立自主功能安全/网络安全认证体系电驱动系统评价与标准体系，建立电驱动系统涵盖关键材料与零部件、电驱动系统总成的体系；

关键制造工艺与测试装备

开发电驱动总成驱动电机电机控制器、集成电源、减/变速器等关键制造工艺，研制自主关键装备，研究关键零部件再制造及关键材料回收利用技术；

绿色制造与回收利用

建立绿色制造与智慧工厂，研究回收利用评价体系并建立可回收利用生产线，研究电驱动总成与全生命周期碳排放。系统从关键材料、核心零部件到电驱动总成过程碳排放。

内容来源：AEE汽车技术平台

责任编辑：龚淑娟

审　　核：李峥

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